DE707231C

DE707231C - Process and device for processing fiber-containing parts of plants by the action of alkaline solutions

Info

Publication number: DE707231C
Application number: DEG95332D
Authority: DE
Inventors: Dr Martin Guenther
Original assignee: DR MARTIN GUENTHER
Current assignee: DR MARTIN GUENTHER
Priority date: 1937-04-29
Filing date: 1937-04-29
Publication date: 1943-09-17

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Aufarbeitung von faserhaltigen Pflanzenteilen durch Einwirkung alkalischer Lösungen Zur Bearbeitung faserhaltiger Pflanzenteile sind bereits Verfahren bekannt, bei denen eine Aufschließung bzw. Faserlockerung durch die Einwirkung alkalischer Lösungen erfolgt. Diese.Verfahren sind neben einer einmaligen, z. B. vielstündigen Kochung auch beispielsweise so angewendet worden, daß man die Aufschließung durch Kochen gleichsam in zwei Abschnitten in dem gleichen Kocher, jedoch mit verschiedenen Aufschließungsflüssigkeiten durchführt, indem man z. B. das Gut zunächst der Einwirkung von Säuredämpfen aussetzt und anschließend in fett-oder seifenhaltigen Lösungen von Alkali kocht. Das Gut kann hierfür vorgängig in trockenem Zustand durch Walzen oder Brechen mechanisch bearbeitet sein, um so eine Lockerung der Faserstruktur zu erreichen;.Method and device for processing fiber-containing parts of plants by the action of alkaline solutions. For processing plant parts containing fibers processes are already known in which a breakdown or fiber loosening takes place through the action of alkaline solutions. These.procedures are next to one one-time, e.g. B. Cooking for many hours has also been used, for example, that the opening can be made by boiling, as it were, in two sections in the same Cooker, however, with different digestion liquids carried out by z. B. first exposes the good to the action of acid vapors and then boils in fatty or soapy solutions of alkali. The property can be used in advance for this be machined in the dry state by rolling or breaking, so as to to achieve a loosening of the fiber structure.

Als Vorrichtung zur Durchführung solcher Verfahren sind neben den bekannten Sturz-und Trommelkochern auch schon Einrichtungen vorgeschlagen worden, die aus einor Trommel bestehen, die in einem offenen rinnenartigen Behälter drehbar gelagert ist. Die Trommel ragt dann über den Flüssigkeitsspiegel aus der offenen Rinne heraus. Für die chemische Behandlung ist die Verarbeitung von Abfallaugen wiederholt vorgeschlagen worden.As a device for carrying out such methods are in addition to known tumble and drum boilers have already proposed facilities which consist of a drum that rotates in an open channel-like container is stored. The drum then protrudes above the liquid level from the open Gutter out. For chemical treatment is the processing of waste eyes has been proposed repeatedly.

Demgegenüber werden erfindungsgemäß in bekannter Weise mechanisch vorzerkleinerte oder in Wasser vorgeweichte Pflanzenteile, wie Pflanzenstengel, in, einer in einem geschlossenen Kocher drehbar angeordneten Siebtrommel, deren Drehachse an sich horizontal, aber schräg zur gedachten Mittelachse des Kochers gelagert ist, bei jedem Trommelumlauf abwechselnd einer Kochung . und Dämpfung unter Druck ausgesetzt. Die Behandlung erfolgt in schwach alkalischen Lösungen, deren Oberfläche unterhalb der Trommelwelle liegt.In contrast, according to the invention, mechanically in a known manner pre-shredded or pre-soaked parts of plants, such as plant stems, in, a screen drum rotatably arranged in a closed digester, whose The axis of rotation itself is horizontal, but at an angle to the imaginary central axis of the cooker is stored, with each drum rotation alternately a boiling. and cushioning under Exposed to pressure. The treatment is carried out in weakly alkaline solutions, whose Surface is below the drum shaft.

Eine Vorrichtung, die zur Durchführung des'Verfahrens besonders geeignet ist, besteht aus einer Trommel, die drehbar und schräg zur gedachten Mittelachse des Kochers gelagert und durch Siebwände in sektorförmige Abschnitte unterteilt ist. Durch diese Anordnung ist beispielsweise an der Oberseite der Trommel deren Abstand von der Wandung des Kochers an allen Stellen verschieden. Die austretende Luft kann deshalb leicht zu der höchsten Stelle entweichen.A device that is particularly suitable for carrying out the process is, exists from a drum that is rotatable and inclined to the imaginary The central axis of the digester is mounted and divided into sector-shaped sections by means of sieve walls is divided. This arrangement is, for example, on the top of the drum their distance from the wall of the cooker is different at all points. The exiting Air can therefore easily escape to the highest point.

Die Aufarbeitung von faserhaltigen Pflanzenteilen mit Hilfe einer solchen Vorrichtung hat den Vorteil, daß das Behandlungsgut gleichsam in einer alkalischen Lösung gleichbleibender Konzentration in kurzzeitigem Wechsel gekocht und gedämpft wird. Hierbei begünstigt die sektorförinige Einteilung der Siebtrommel die Faserlockerung und damit fortschreitend das Eindringen der Aufschließungsmittel in die Fasern, da sich die Pflanzenstengel in den einzelnen Trommelsektoren ständig umschichten, wobei jedoch alle Teile des Gutes von der Behandlungsflüssigkeit bespült werden.The processing of fibrous plant parts with the help of a Such a device has the advantage that the material to be treated is as it were in an alkaline Solution of constant concentration boiled and steamed in short alternation will. The sectoral division of the sieve drum promotes fiber loosening and with it progressive penetration of the disintegration agents into the fibers, as the plant stalks are constantly shifting in the individual drum sectors, however, all parts of the goods are rinsed by the treatment liquid.

Eine Vorrichtung zur4 Durchführung des Verfahrens ist auf der schematischen Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel wiedergegeben, und zwar in Abb. i in einem senkrechten Längsschnitt und in " Abb. 2 in einem senkrechten Ouerschnitt. Mit i ist der Kocher bezeichnet, in dem eine Drehachse 2 an sich horizontal, aber schräg zur gedachten Mittelachse des Kochers gelagert ist. Die Radien 3 und .I des Kochers sind von der Horizontalwelle aus gesehen von verschiedenen Längen. Auf der Welle 2 ist unter Zwischenschaltung einer lösbaren Kupplung 5 die Trommel 6 gelagert, die durch Siebzwischenwände in Sektoren 7, 8, 9 und io eingeteilt ist. Auch die äußere Trommelwand i i ist siebartig ausgebildet. Jeder der Sektoren 7, 8, 9 und io weist eine Klappe o. dgl. zum Einlegen des Behandlungsgutes auf, die mit einer Beschickungsöffnung im Kocher i in Übereinanderlage gebracht werden kann.An apparatus for carrying out the method is shown in the schematic Drawing reproduced in one embodiment, namely in Fig. I in one vertical longitudinal section and in "Fig. 2 in a vertical cross section. With i the cooker is referred to, in which an axis of rotation 2 is horizontal but inclined is mounted to the imaginary central axis of the cooker. The radii 3 and .I of the cooker are of different lengths when viewed from the horizontal wave. On the wave 2, the drum 6 is mounted with the interposition of a releasable coupling 5, which is divided into sectors 7, 8, 9 and io by sieve partitions. Also the outer drum wall i i is designed like a sieve. Each of sectors 7, 8, 9 and io has a flap o Loading opening in the cooker i can be placed one on top of the other.

In dem Kocher i, der zur Aufnahme der schwach alkalischen Behandlungsflüssigkeit dient, sind die erforderlichen Zu- und Ableitungen, Überwachungsvorrichtungen tisw. vorgesehen. Wesentlich ist das perforierte Dampfzuführungsrohr 12 unterhalb der Troinme16 und die Anordnung des Luftabblaseventils 13 an der höchsten Stelle des Kochers i.In the cooker i, which is used to hold the weakly alkaline treatment liquid is used, the necessary inlets and outlets, monitoring devices, etc. intended. Essential is the perforated steam supply pipe 12 below the Troinme16 and the arrangement of the air relief valve 13 at the highest point of the Kochers i.

Zur Beschickung des Kochers werden z. B. Alkalilaugen schwacher Konzentration verwendet, insbesondere jedoch Ablaugen aus sonstigen, an sich bekannten Aufschließungsprozessen, z. B. aus der Stroh- bzw. Holzaufschließung anfallende Kochlaugen.To load the cooker z. B. Alkali solutions of weak concentration used, but in particular waste liquors from other, per se known digestion processes, z. B. from the straw or wood digestion resulting cooking liquor.

Der Erfindungsgegenstand wird an folgendein Ausführungsbeispiel erläutert: Reife Flachsstengel werden durch Einlegen in Wasser erweicht und anschließend in Richtung der einzelnen Stengel zwischen Riffelwalzen vorgeöffnet. Hierauf wird das Gut in die Sektoren der Behandlungsvorrichtung durch Übereinanderschichtung der flach liegenden Stengel eingelegt. Der Kocher ist mit Ablaugen aus der Strohaufschließung so weit gefüllt, daß die Oberfläche der Flüssigkeit auch dann noch unterhalb der Trommelwelle 2 liegt, wenn alle Sektoren mit Behandlungsgut beschickt sind. Hierauf wird durch das Rohr 12 Dampf eingeleitet und die Luft unter ständigem Drehen der Trommel 6 bei 13 ausgetrieben, bis ein Zustand erreicht ist, in dem das bei jeder Umdrehung der Trommel 6 aus der Flüssigkeit auftauchende Gut im oberen Teil des jetzt dicht geschlossenen Kochers einer Dämpfung unterzogen wird. Diese Dämpfung wechselt ständig mit dem Kochprozeß beim Eintauchen in die siedende Beliandlungsflüssigkeit. Dadurch, daß die flach in den Sektoren 7 bis io geschichteten Pflanzen.stengel sich bei der Umdrehung der Tromnie16 an den Trommelwänden und gegeneinander bewegen, wird das Eindringen des Behandlungsgutes und damit die Trennung der Faserbündel gefördert. Die Behandlungsflüssigkeit enthält auch nach der Verwendung bei der Strohkochung noch freies Alkali in Höhe von etwa i %. ferner natürliche Soda, abgebaute Eiweißstoffe, Lignin, Pektin, Salze organischer Säuren, wie Essig- und Ameisensäure und Furfurol. Die Behandlung erfolgt bei höheren Temperaturen und höherem Druck bis zu etwa 6 atü. Die Behandlungsdauer richtet sich nach der jeweils verwendeten Lauge und dem Verholzungsgrad der Stengel, sie beträgt etwa 2 Stunden.The subject of the invention is explained in the following embodiment: Ripe flax stalks are softened by being placed in water and then pre-opened between corrugated rollers in the direction of the individual stalks. The material is then placed in the sectors of the treatment device by layering the stalks lying flat on top of one another. The digester is so far filled with waste liquor from the straw digestion that the surface of the liquid is still below the drum shaft 2 when all sectors are loaded with material to be treated. Then steam is introduced through the tube 12 and the air is expelled at 13 with constant rotation of the drum 6 until a state is reached in which the material emerging from the liquid in the upper part of the now tightly closed digester is reached with each revolution of the drum 6 Is subjected to damping. This damping changes constantly with the boiling process when immersed in the boiling treatment liquid. The fact that the plant stems layered flat in sectors 7 to 10 move on the drum walls and against each other when the drum 16 rotates, the penetration of the material to be treated and thus the separation of the fiber bundles is promoted. The treatment liquid still contains free alkali in the amount of about 1 % even after it has been used in straw cooking. also natural soda, degraded proteins, lignin, pectin, salts of organic acids such as acetic and formic acid and furfural. The treatment takes place at higher temperatures and higher pressures up to about 6 atmospheres. The duration of the treatment depends on the lye used and the degree of lignification of the stems, it is about 2 hours.

Hiernach wird das Gut gewaschen und z. B. nach den an sich für die weitere Bearbeitung von geröstetem Flachs bekannten Verfahren weite*erarbeit:et.Then the goods are washed and z. B. after the in itself for the further processing of roasted flax known processes wide * elaboration: et.

Bei der Verarbeitung von Langstroh empfiehlt es sich, die Konzentration der Behandlungsflüssigkeit hinsichtlich der Alkalität zu erhöhen. Die anfallenden Faserbündel können der Halinlänge etwa entsprechen.When processing long straw, it is advisable to concentrate to increase the alkalinity of the treatment liquid. The accruing Fiber bundles can roughly correspond to the Halin length.

Das Produkt eignet sich besonders als Füllmittel für Papiere, wobei auf die Beibehaltung der langen Fasern zur Erzielung besonderer Festigkeitseigenschaften Bedacht genommen werden kann.The product is particularly suitable as a filler for papers, whereby on the retention of the long fibers to achieve special strength properties Can be taken with care.

Ferner eignen sich derartige Fasern besonders als Streckungsmittel für Jute, Hanf, Sisal zur Herstellung von Grobgeweben, z. B. für Säcke.Such fibers are also particularly suitable as stretching agents for jute, hemp, sisal for the production of coarse fabrics, e.g. B. for sacks.

Nach dem Verfahren können auch durch mechanische oder halbmechanische Zerkleinerung gewonnene, insbesondere Holzlangfasern, insofern verbessert werden, als durch die Herauslösung eines Teiles des Lignins und der Harze die Schmiegsamkeit verbessert wird, wonach sich ein sehr gutes Polstermaterial ergibt.After the process can also be mechanical or semi-mechanical Comminution obtained, especially long wood fibers, are improved to the extent that than through the Removal of part of the lignin and the resins the flexibility is improved, after which a very good cushioning material results.

Ferner lassen sich erfindungsgemäß die Bastfasern aus Pflanzenrinden besonders vorteilhaft gewinnen, z. B. aus von Weidenruten abgestreiften Rinden, wobei die Gerbstoffe bei der vorbereitenden Erweichung gewonnen werden.Furthermore, according to the invention, the bast fibers can be made from plant bark win particularly advantageous, z. B. from bark stripped from willow branches, whereby the tannins are obtained during the preparatory softening.

Auch alle anderen Pflanzenstengel lassen sich zu Fasern oder zu Füllstoffen, Flechtmaterial usw. verarbeiten.All other plant stems can also be turned into fibers or fillers, Process braiding material etc.

Dadurch, daß durch die abwechselnde Behandlung durch Kochen. und Dämpfen nach dem jedesmaligen Eintauchen in die Flüssigkeit bei der anschließenden Dampfbehandlung ein gleichmäßiges und allseitiges Hineindiffundieren der Aufschließungsflüssigkeit in die Pflanzenteile erfolgt, wird je nach der Behandlungsdauer eine homogen aufgeschlossene Oberflächenschicht oder ein durchgehend homogen aufgeschlossenes Gut erzielt.By alternating the treatment with cooking. and steaming after each time it is immersed in the liquid during the subsequent steam treatment a uniform and all-round diffusion of the digestion liquid takes place in the plant parts, depending on the duration of the treatment, a homogeneously digested one Surface layer or a consistently homogeneously digested good achieved.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for processing fiber-containing parts of plants by the action of alkaline solutions, characterized in that in, known Mechanically pre-shredded or pre-soaked parts of plants, such as Plant stems in a rotatable in a closed cooker (i) Sieve drum (6), the axis of rotation of which is horizontal, but inclined to the imaginary central axis of the cooker (i) is stored, with each drum revolution alternately one cooking and damping under pressure in weakly alkaline solutions exposes their surface is below the drum shaft (2).

2. Device for carrying out the method Mach claim i, characterized in that the rotatable, oblique to the imaginary central axis of the digester (i) mounted drum (6) is divided by sieve walls.